黑磷作为新型的二维材料,具有褶皱状片层带隙结构,作为半导体材料,在光电,医学以及储能等领域有着极好的应用前景。然而,目前制备黑磷的成本较高,条件苛刻,限制了它的大规模生产和应用。因此,改进黑磷的制备方法,提高产率,降低成本,探索黑磷产业化发展具有重要的意义。离子聚合物-金属复合材料是一种新型的具有良好致动性能的智能材料,与传统材料相比,它具有结构简易,所需驱动电压低,质量轻,响应快,变形大,密度小等优点,广泛应用于生物医学,航空航天等领域。与此同时,由于它的输出力较小,电极材料成本高,制备过程繁琐,溶剂水易于挥发等缺点,限制了其进一步应用。为了解决上述问题,本文采用二维材料黑磷,通过其片层阻隔性与迁移阳离子的固定作用从而提高人工肌肉材料的机电响应性,本论文的主要研究内容如下:(1)黑磷的制备,设计通过矿化法和催化剂法以红磷作为原料制备黑磷,分析了不同制备方法对黑磷形貌结构的影响。研究了反应物的组成及反应条件、对黑磷结构的影响规律。利用拉曼光谱、XRD、光学显微镜、扫描电镜等表征方法考察黑磷的形貌结构。实验结果表明:采用催化剂法制备的黑磷纯度高。催化剂含量为6 wt%时制备的黑磷产率较高。(2)以黑磷作为原料,采用电化学剥离法制备黑磷烯,通过拉曼光谱、XRD、扫描电镜、透射电镜等考察电解质浓度条件对黑磷烯的结构形貌影响,实验结果表明,在0.5 mol/L的电解质浓度下成功制备了高质量的黑磷烯。(3)分别以黑磷粉末和黑磷烯作为填料,制备Nafion复合基质材料,碳纳米管作为电极,制备了离子聚合物-碳质复合材料(Ionic polymer carbon composite,IPCC),考察了填料形貌结构及含量对IPCC机电响应性的影响。结果表明,黑磷(烯)可以提高IPCC致动性,提升其耐久性。